МвхБi0, дефицита воды нет;

МВХБi 0, наблюдается дефицит воды.

Выводы, сделанные на основе расчета водохозяйственного баланса, позволяют сформулировать основные водохозяйственные задачи рассматриваемого объекта и предложить первоочередные мероприятия. Если годовых объемов воды в год гарантированной водоотдачи (75% обеспеченности) хватает для обеспечения всех участников ВХК, но наблюдаются дефициты в некоторые месяцы, необходимо проводить регулирование стока. Для этого предусматривается строительство водохранилища.

Если в год поверочной 95% обеспеченности наблюдается дефицит воды не только в определенные месяцы, но и в годовом объеме, необходимо ограничить водопотребление в годовом разрезе для исключения перебоев с водой.

3. Определение параметров водохранилища

К числу параметров, определяющих основные размеры водохранилищ, следует отнести (рис.3.1):

• ФПУ - форсированный подпорный уровень;

• НПУ - нормальный подпорный уровень;

• УМО - уровень мертвого объема;

• V_полез- полезный объем водохранилища;

• V_умо- мертвый объем;

• V_полн=V_полез. +V_умо- полный объем водохранилища, соответствующий НПУ;

• F_нпу- площадь водной поверхности водохранилища при НПУ;

• F_умо- площадь водной поверхности при УМО;

• h_срб- глубина сработки водохранилища.

Под НПУ понимается наивысший уровень водохранилища, который подпорные сооружения могут поддерживать в нормаль­ных условиях эксплуатации в течение длительного времени.

Под УМО понимается самый низший уровень, до которого срабатывается водохранилище в процессе нормальной его эксплуатации.

Под полезным объемом водохранилища понимается объем, непосредственно осуществляющий регулирование стока. Он заключен в слое водохранилища между НПУ и УМО.

При пропуске катастрофических половодий и паводков до­пускается кратковременное повышение уровня воды в водохранилище над НПУ до отметки ФПУ. Объем водохранилища, заключенный между ФПУ и НПУ называется форсированным и используется для дополнительной трансформации (срезки) катастрофических максимальных расходов половодий и паводков.

Рис.3.1. Схематизированный профиль водохранилища

Основные параметры водохранилища выбираются на основе анализа топографических, геологических, экономических и природоохранных условий.

Топографические условия определяют площадь водного зеркала, объем водохранилища, его глубину и т. д.

Геологические условия определяют НПУ и возможную высоту подпорных сооружений (плотины). Например, все высокие плотины сооружены на скальных основаниях, являющихся, с точки зрения несущей способности наиболее благоприятными.

Под экономическими условиями выбора НПУ понимаются материальные затраты, связанные с постройкой подпорных сооружений и компенсацией ущерба от затопления населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственных и лесных угодий и т. д.

Неиспользуемый или мертвый объем водохранилища, отвечающий УМО, должен предусматриваться при проектировании водохранилищ как одноцелевого, так и многоцелевого назначения. Он позволяет обеспечить:

• минимальный объем воды в зоне отдыха;

• минимальный напор воды для выработки электроэнергии;

• резервный объем для будущего отложения наносов;

• минимальный объем воды для поддержания условий существования рыб и биоценоза;

• минимальный объем воды по условиям ее качества;

• минимальный уровень воды, гарантирующий бесперебойную работу сооружений, отводящих воду из водохранилища (каналов, трубопроводов, насосных установок).

На предварительных этапах проектирования объем неиспользуемой призмы водохра­нилища принимается равным или большим того объема, который отводится для будущих отложений наносов, причем профиль отложений наносов предполагается плоским. Если при таком предположении не обеспечиваются удовлетворительные условия для рекреации, существования рыб, и т. п., то для этих целей предусматривается дополнительный объем воды. Любые дополнительные затраты, к которым приведет увеличение неис­пользуемого объема водохранилища, должны быть обоснованы соответствующими требованиями, под которые они предусматриваются. В проектной практике отметка УМО, как и НПУ, выбирается в результате технико-экономического рассмотрения нескольких вариантов. Выбирая НПУ, мы тем самым выбираем полный объем водохранилища и максимальный напор на гидроузле, а выбирая УМО, - полезный объем водохранилища и ми­нимальный напор, а также параметры, определяющиеся этой отметкой, например, гарантированную водоотдачу из водохранилища.

Из практики проектирования известно, что величина сработки водохранилищ не должна превышать 1/3 максимального напора (глубины водохранилища).

1. Определение параметров водохранилища по топографическим характеристикам

Исходные топографические характеристики предполагаемой зоны затопления (зависимость площади территории затопления от высотной отметки) приводятся в табл.3.1, там же рассчитывается объем водохранилища.

Таблица 3.1

Отметка, h, м усл.
Площадь затопления (площадь зеркала водохранилища), м2106
Разность отметок,hi, м
Средняя площадь зеркала водохранилища между отметками, (fi+fi+1)/2м2106
Приращение объема водохранилища V=hi (fi+fi+1)/2, м3106
Объем водохранилища, м3106

По полученным результатам строятся графики зависимости площади водохранилища и его объема от отметки уровня воды (за нулевую отметку принимается отметка дна водохранилища) (рис. 3.1, 3.2).

По полученным морфометрическим зависимостям определяется возможная отметка НПУ.

Отметка уровня воды, м

Площадь зеркала водохранилища, млн. м²

Рис.3.1. График зависимости площади зеркала водохранилища от отметки уровня воды

Отметка уровня воды, м

Объем водохранилища, млн. м³

Рис.3.2. График зависимости объема водохранилища от отметки уровня воды

Потопографическим условиям определяем оптимальную глубину водохранилища.

Учитывая, что глубина сработки не должна превышать 1/3 максимальной глубины водохранилища, подбирается УМО, определяется V_НПУ, млн.м³,V_УМО, млн. м³,V_{полезн1}=V_НПУ-V_УМО, млн. м³.